CN103379260A - 基于光纤传输视频信号的监控摄像机及视频图像传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光纤传输视频信号的高清监控摄像机，它包括设置于光纤一端的依次连接的数字图像传感器、传输编码器、第一电平转换器及光纤发送器，及设置于光纤另一端的依次连接的光纤接收器、第二电平转换器、接收解码器、彩色解码处理器、数字图像处理器、显示驱动器和显示器；视频图像传送方法，它包括以下步骤：a、图象传感器传感图象信号；b、图象信号转换成光纤能够接受的信号；c、通过光纤传输信号；d、接收到的信号转换成对应的图象信号；f、将图象信号还原成视频图像。其有益效果在于：本发明的监控摄像机可直接对数字图像传感器输出的信号进行传输，不但结构简单、保持了传输图象的高清晰度，而且节约了信号处理所需要的资源及成本。

Description

基于光纤传输视频信号的监控摄像机及视频图像传输方法

【技术领域】

本发明涉及数字摄像机技术领域，尤其涉及一种直接采用光纤传输视频信号的高清监控摄像机及视频图像传输方法。

【背景技术】

随着监控摄像机朝着高清晰度的方向发展，传统的信号传输技术已经不能适应其发展的要求。例如：目前比较多采用的网络摄像机，由于采用网络传输视频信号，其输出接口为网络接口，采用的传输介质为网络电缆，因此不仅传输带宽很窄，一般只有数兆赫兹至数十兆赫兹的波特率，根本满足不了传输高清视频的要求，于是网络视频方案只能采取将图像压缩后再进行输出传输的办法，其结果是使得视频图像质量大大下降。

一种称为HD-SDI的传输方案采用了不对视频图像进行压缩的办法，采用同轴电缆进行传输，对于需要传输长距离的情况，采用相应的光端机，将信号通过光纤传输。从其技术方案看，虽然实现了非压缩视频的长距离传输，但实现的方法比较复杂，代价很高。

【发明内容】

本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种能够直接采用光纤输出视频图象信号且结构简单的高清晰数字摄像机及视频图像的传输方法。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于光纤传输视频信号的高清监控摄像机，它包括

设置于光纤一端的数字图像传感器、信号控制器、传输编码器、第一电平转换器及光纤发送器，及设置于光纤另一端的光纤接收器、第二电平转换器、接收解码器、彩色解码处理器、数字图像处理器、显示驱动器和显示器；

其中，所述数字图像传感器与传输编码器信号连接，将采集的图数字图像数据传输至传输编码器；所述传述编码器与第一电平转换器信号连接，将输入的数字图像数据转换成光纤发送器能够接受的数字信号，并将该数字信号输出至第一电平转换器；所述第一电平转换器与光纤发送器信号连接，将输入的数字信号进行电平转换，转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号后输入至光纤进行传输；所述信号控制器与数字图像传感器信号连接，数字图像传感器受控于信号控制器；

所述光纤接收器与第二电平转换器信号连接，第一电平转换器转换后的光信号经光纤传输至光纤接收器，光纤接收器将输入的光信号转换成电信号输入至第二电平转换器；所述第二电平转换器与接收解码器信号连接，将输入的电信号转换成普通的电平信号，并将该普通电平信号输入至接收解码器；所述接收解码器与彩色解码处理器信号连接，将输入的普通电平信号还原成与数字图像传感器输出数据相同的数字图像数据，并将该数字图像数据输入至彩色解码处理器，所述彩色解码处理器与数字图像处理器信号连接，对接收的数字图像数据进行彩色解码处理，形成彩色视频图像，并输出至数字图像处理器；所述彩色解码处理器与数字图像处理器信号连接，数字图像处理器与显示驱动器、显示器依次信号连接，数字图像处理器将接收的视频图像进行相应的图像数据处理后，经显示驱动器输出至显示器显示。

一种基于光纤传输视频信号的视频图像传送方法，它包括以下步骤：

a、通过高清晰数字图象传感器传感图象信号；

b、直接将上述图象信号转换成光纤发送器能够接受的信号；

c、在光纤的一端，通过光纤发送器发送步骤b所述转换后的信号；

d、在光纤的另一端，通过光纤接收器接收步骤c所述信号；

e、将步骤d中接收到的信号转换成对应的图象信号；

f、将步骤e所述图象信号依次经彩色解码处理、数字图象处理还原成视频图像。

所述步骤b包括以下步骤：

b1、将步骤a中的图像信号通过传输编码器编码形成光纤发送器能够接受的数字信号；

b2、将步骤b1中的数字信号经第一电平转换器进行电平转换；

b3、将转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号通过光纤传输。

所述步骤d为：光纤接收器接收步骤c中的光信号，并将该光信号转换成电信号。

所述步骤e包括以下步骤：

e1、将步骤d中的电信号通过第二电平转换进行电平转换；

e2、将转换后的电平信号通过接收解码器解码，还原成与步骤a中数字图像传感器输出数据相同的数字图像数据。

本发明的有益效果在于：本发明的监控摄像机可直接对数字图像传感器输出的信号进行传输，而不是采用现有技术是对成品摄像机输出的经过处理(彩色解码、YUV格式转换及/或视频图像压缩)后的图象进行传输。克服了现有技术处理成形图像及编码/压缩所面对的处理量巨大的问题，以及处理过程中将24位RGB彩色图象转换成YUV格式并以4:2:2的方式(或更低的色度信号下采样率)形成16位(或更低位数)亮度/色彩分量图象存在的50％(或更大比例)色彩信息损失的问题。不但结构简单、保持了传输图象的高清晰度，而且节约了信号处理所需要的资源及成本，避免了采用多种设备造成的技术损失及造价损失，并大幅度减少了光纤上传送的数据量，为以后实现一纤多信号创造了有利条件。

【附图说明】

图1为本发明的结构示意图

图2为本发明的流程示意图

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参照图1所示，本发明揭示了一种直接采用光纤传输视频信号的高清监控摄像机，它包括设置于光纤6一端的数字图像传感器1、信号控制器2、传输编码器3、第一电平转换器4及光纤发送器5，及设置于光纤6另一端的光纤接收器7、第二电平转换器8、接收解码器9、彩色解码处理器10、数字图像处理器11、显示驱动器12和显示器13.

其中，数字图像传感器1与传输编码器3信号连接，将采集的图数字图像数据传输至传输编码器3；所述传述编码器与第一电平转换器4信号连接，将输入的数字图像数据转换成光纤发送器5能够接受的数字信号，并将该数字信号输出至第一电平转换器4；所述第一电平转换器4与光纤发送器5信号连接，将输入的数字信号转换为转换成符合光纤发送器5要求的电平，再通过光纤发送器5将该电平信号转换成光信号后输入至光纤6进行传输；所述信号控制器2与数字图像传感器1信号连接，数字图像传感器1受控于信号控制器2。光纤接收器7与第二电平转换器8信号连接，第一电平转换器4转换后的光信号经光纤6传输至光纤接收器7，光纤接收器7将输入的光信号转换成电信号输入至第二电平转换器8；所述第二电平转换器8与接收解码器9信号连接，将输入的电信号转换成普通的电平信号，并将该普通电平信号输入至接收解码器9；所述接收解码器9与彩色解码处理器10信号连接，将输入的普通电平信号还原成与数字图像传感器1输出数据相同的数字图像数据，并将该数字图像数据输入至彩色解码处理器10，所述彩色解码处理器10与数字图像处理器11信号连接，对接收的数字图像数据进行彩色解码处理，形成彩色视频图像，并输出至数字图像处理器11；所述彩色解码处理器10与数字图像处理器11信号连接，数字图像处理器11与显示驱动器12、显示器13依次信号连接，数字图像处理器11将接收的视频图像进行相应的图像数据处理后，经显示驱动器12输出至显示器13显示。

其工作原理为：数字图象传感器1受信号控制器2的控制，在信号控制器2发出控制命令时，数字图像传感器1采集数字图像数据，并将该数字图像数据输出，输出的数字图像数据经传输编码器3编码后形成光纤发送器5能够接受的数字信号，该数字信号再通过第一电平转换器44将数字信号转换成符合光纤6发送器5要求的电平信号，由光纤发送器5将该电平信号转换成光信号并接光纤6输出。光纤接收器7将接收到光信号后，将该光信号再次转换成电信号，并将此电信号经第二电平转换器8进行电平转换后，并将转换后的电平信号送至接收解码器9，解出与数字图像传感器1输出相同的数字图像数据，彩色解码处理器10将数字图像数据还原成彩色图像，并由数字图像处理器11对图像进行所需要的处理后送显示驱动器12并接显示器13显示视频图像。

本发明的技术方案特别适用于监控应用，以光纤6为界，光纤6一端所述数字图像传感器1、传输编码器3、第一电平转换器4等组成结构简单的摄像机，另一端所述的第二电平转换器8、接收解码器9、彩色解码处理器10、数字图像处理器11等组成接收视频的处理单元，通过该处理单元对来自摄像机的图像数据进行处理后形成视频图像。

参照图2所示，本发明涉及的基于光纤传输视频信号的视频图像传送方法，它包括以下步骤：

a、通过高清晰数字图象传感器传感图象信号；

b、直接将上述图象信号转换成光纤发送器能够接受的信号；

c、在光纤的一端，通过光纤发送器发送步骤b所述转换后的信号；

d、在光纤的另一端，通过光纤接收器接收步骤c所述信号；

e、将步骤d中接收到的信号转换成对应的图象信号；

f、将步骤e所述图象信号依次经彩色解码处理、数字图象处理还原成视频图像。

所述步骤b具体包括以下步骤：

b1、将步骤a中的图像信号通过传输编码器编码形成光纤发送器能够接受的数字信号；

b2、将步骤b1中的数字信号经第一电平转换器进行电平转换；

b3、将转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号通过光纤传输。

所述步骤d为：光纤接收器接收步骤c中的光信号，并将该光信号转换成电信号。

所述步骤e具体包括以下步骤：

e1、将步骤d中的电信号通过第二电平转换进行电平转换；

e2、将转换后的电平信号通过接收解码器解码，还原成与步骤a中数字图像传感器输出数据相同的数字图像数据。

综上所述，本发明的监控摄像机与传统的监控摄像机有明显区别，本发明的监控摄像机可直接对数字图像传感器1输出的信号进行传输，而不是采用现有技术是对成品摄像机输出的经过处理(彩色解码、YUV格式转换及/或视频图像压缩)后的图象进行传输。克服了现有技术处理成形图像及编码/压缩所面对的处理量巨大的问题，以及处理过程中将24位RGB彩色图象转换成YUV格式并以4:2:2的方式(或更低的色度信号下采样率)形成16位(或更低位数)亮度/色彩分量图象存在的50％(或更大比例)色彩信息损失的问题。不但结构简单、保持了传输图象的高清晰度，而且节约了信号处理所需要的资源及成本，避免了采用多种设备造成的技术损失及造价损失，并大幅度减少了光纤6上传送的数据量，为以后实现一纤多信号创造了有利条件。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于光纤传输视频信号的高清监控摄像机，其特征在于：它包括

设置于光纤一端的数字图像传感器、信号控制器、传输编码器、第一电平转换器及光纤发送器，及设置于光纤另一端的光纤接收器、第二电平转换器、接收解码器、彩色解码处理器、数字图像处理器、显示驱动器和显示器；

其中，所述数字图像传感器与传输编码器信号连接，将采集的图数字图像数据传输至传输编码器；所述传述编码器与第一电平转换器信号连接，将输入的数字图像数据转换成光纤发送器能够接受的数字信号，并将该数字信号输出至第一电平转换器；所述第一电平转换器与光纤发送器信号连接，将输入的数字信号进行电平转换，转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号后输入至光纤进行传输；所述信号控制器与数字图像传感器信号连接，数字图像传感器受控于信号控制器；

所述光纤接收器与第二电平转换器信号连接，第一电平转换器转换后的光信号经光纤传输至光纤接收器，光纤接收器将输入的光信号转换成电信号输入至第二电平转换器；所述第二电平转换器与接收解码器信号连接，将输入的电信号转换成普通的电平信号，并将该普通电平信号输入至接收解码器；所述接收解码器与彩色解码处理器信号连接，将输入的普通电平信号还原成与数字图像传感器输出数据相同的数字图像数据，并将该数字图像数据输入至彩色解码处理器，所述彩色解码处理器与数字图像处理器信号连接，对接收的数字图像数据进行彩色解码处理，形成彩色视频图像，并输出至数字图像处理器；所述彩色解码处理器与数字图像处理器信号连接，数字图像处理器与显示驱动器、显示器依次信号连接，数字图像处理器将接收的视频图像进行相应的图像数据处理后，经显示驱动器输出至显示器显示。

2.一种基于光纤传输视频信号的视频图像传送方法，其特征在于：它包括以下步骤：

a、通过高清晰数字图象传感器传感图象信号；

b、直接将上述图象信号转换成光纤发送器能够接受的信号；

c、在光纤的一端，通过光纤发送器发送步骤b所述转换后的信号；

d、在光纤的另一端，通过光纤接收器接收步骤c所述信号；

e、将步骤d中接收到的信号转换成对应的图象信号；

f、将步骤e所述图象信号依次经彩色解码处理、数字图象处理还原成视频图像。

3.根据权利要求2所述的采用光纤传输视频信号的视频图像传送方法，其特征在于：所述步骤b包括以下步骤：

b1、将步骤a中的图像信号通过传输编码器编码形成光纤发送器能够接受的数字信号；

b2、将步骤b1中的数字信号经第一电平转换器进行电平转换；

b3、将转换后的电平信号经光纤发送器转换成光信号通过光纤传输。

4.根据权利要求2所述的采用光纤传输视频信号的视频图像传送方法，其特征在于：所述步骤d为：光纤接收器接收步骤c中的光信号，并将该光信号转换成电信号。

5.根据权利要求2所述的采用光纤传输视频信号的视频图像传送方法，其特征在于：所述步骤e包括以下步骤：

e1、将步骤d中的电信号通过第二电平转换进行电平转换；

e2、将转换后的电平信号通过接收解码器解码，还原成与步骤a中数字图像传感器输出数据相同的数字图像数据。

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